analyse de la complexité de la phagocytose grâce à des particules liées à de multiples sondes et déformables – PhagoChemiForce

La phagocytose est un mécanisme d'internalisation et de digestion d'objets de plus de 0,5 microns qui repose sur le déclenchement de récepteurs conduisant à la polymérisation de l'actine et à la déformation de la membrane. Les partenaires 1 et 2 ont contribué à la description de ces mécanismes. On ne comprend pas encore très bien comment de multiples récepteurs reconnaissent simultanément des microbes, des agents pathogènes ou des débris à la fois par liaison directe et par opsonisation, ce qui entraîne une interaction complexe entre les voies de signalisation et un réglage fin du devenir de la matière internalisée.

En particulier, la phagocytose par les récepteurs de lectine de type C qui lient les résidus d'hydrates de carbone à la surface de divers micro-organismes a été négligée jusqu'à présent. Les récepteurs du mannose, par exemple, lient de manière importante les déterminants présents dans les parois des bactéries et des levures. Les partenaires 2 et 3 ont mis au point des gouttelettes de lipides fonctionnalisées enrobées de mannolipides fluorescents pour étudier la phagocytose induite par ces récepteurs. Le récepteur 3 du complément (CR3) est une intégrine qui se lie directement aux micro-organismes ou indirectement à une cible opsonisée par le complément. Le partenaire 1 a contribué à disséquer la signalisation associée au CR3. Il a été montré que l'intégrine CR3 coopère avec les récepteurs des immunoglobulines pour assurer une phagocytose efficace, mais il reste à étudier comment les différents récepteurs coopèrent entre eux pendant la signalisation, la génération de force, la formation et la maturation des phagosomes.

Ce projet vise à démêler les étapes critiques de la phagocytose en tirant parti d'une approche pluridisciplinaire et de gouttelettes d'émulsion déformables uniques, enrobées de ligands fluorescents ciblant les récepteurs phagocytaires par les macrophages humains pour :
- déterminer par FRET la liaison et l'agrégation des récepteurs pendant la phagocytose
- surveiller directement les forces générées par le phagocyte et identifier des régulateurs importants de la génération de force
- analyser le devenir du matériau internalisé et la maturation du phagosome lors de l'engagement de divers récepteurs, en tirant parti de nouvelles sondes fluorescentes fonctionnelles.

À cette fin, les compétences complémentaires de trois groupes, qui ont séparément apporté d'importantes contributions dans leur domaine et ont déjà collaboré, seront réunies.
Ils utiliseront les gouttelettes d'émulsion huile-dans-eau, développées par le partenaire 2, qui sont des particules déformables pouvant être fonctionnalisées avec des ligands biologiques diffusant librement à l'interface. Le regroupement de différents récepteurs dans la zone de contact sera étudié par FRET entre des ligands glucidiques fluorescents préparés par le partenaire 3.
Les gouttelettes déformables permettent de mesurer directement les contraintes mécaniques. Les relations intimes entre CLR et CR3 seront analysées et le rôle des régulateurs potentiels de la CR3 préalablement identifiés par le partenaire 1 sera testé à la fois sur le regroupement des récepteurs et la génération de force.
Pour étudier comment les récepteurs influencent le devenir de la matière internalisée pendant la phagocytose, nous combinerons de nouvelles sondes développées par le partenaire 3 en différentes couleurs permettant le multiplexage avec les particules lipidiques.
Les expériences de phagocytose seront effectuées dans des macrophages humains primaires par le partenaire 1.

Il est important de noter que les récepteurs d'intérêt jouent un rôle crucial dans l'élimination des pathogènes ou l’élimination cellulaire, et que les propriétés phagocytaires des macrophages peuvent être détournées dans certaines conditions pathologiques, ce qui accroît l’intérêt de mieux comprendre la phagocytose.